ابتكار من MIT يحول التصاميم المسطحة إلى هياكل ثلاثية الأبعاد بسحب خيط واحد! (فيديو)
كشف باحثون من معهد ماساتشوستس للتكنولوجيا (MIT) عن نظام هندسي جديد يمكنه تحويل أي تصميم مسطح إلى هيكل ثلاثي الأبعاد معقد من خلال سحب خيط واحد فقط.
الفكرة البسيطة تعتمد على خوارزمية ذكية تحول التصميم الأولي إلى شبكة من المربعات المترابطة عبر مفصلات دوارة، مما يسمح للهيكل بالتحول من وضع مسطح إلى شكل ثلاثي الأبعاد، ثم العودة إلى وضعه الأصلي عند تحرير الخيط.
الميزة الكبرى في هذا النظام هي سهولة النقل والتركيب، حيث يمكن شحن البنية مطوية بشكل مسطح لتقليل التكاليف، ثم نشرها فوراً في الموقع المطلوب، لتصبح مثالية للاستخدام في المناطق المنكوبة أو الكوارث الطبيعية لتجهيز مستشفيات ميدانية أو مراكز إيواء سريعة.
طريقة تصميم قائمة على الخوارزميات الذكية
يبدأ النظام بتصميم ثلاثي الأبعاد ينشئه المستخدم، ليقوم برنامج MIT بتحويله أوتوماتيكياً إلى تصميم شبكي مسطح مكون من بلاطات رباعية الأضلاع متصلة بمفصلات دوران دقيقة.
يحدد البرنامج مسار مرور الخيط عبر النقاط الرئيسية بحيث يضمن نشر البنية بكفاءة ودون احتكاك مفرط. وعند شد الخيط، تتحرك جميع العناصر تلقائيًا لتكوين الشكل النهائي بانسيابية كاملة، بينما يؤدي تحريره إلى طيّ التركيب واستعادته شكله الأصلي دون تلف.
وأوضح الباحث أكيب زمان، المؤلف الرئيسي للدراسة، أن النظام “يجعل عملية التحويل بسيطة إلى درجة أن المستخدم لا يحتاج سوى إلى شد الخيط لتظهر البنية كاملة في ثوانٍ.”
تطبيقات تقنية الكيريغامي في تصميم مساكن فضائية وأجهزة طبية
استُلهمت الفكرة من فن الكيريغامي الياباني، الذي يعتمد على القطع والطي لتحقيق حركة هندسية دقيقة. وقام الفريق بتقسيم كل تصميم إلى شبكة مرنة من البلاطات تعمل كـ "مواد أوكسيتية" تتوسع عند الشد وتنكمش عند الضغط، مما يجعل الحركة متوقعة وسلسة.
طبّق الباحثون التجربة على نطاقات متعددة شملت أجهزة طبية صغيرة مثل الجبائر وأدوات تصحيح القوام، إضافة إلى هياكل كبيرة مثل الكراسي والمنشآت القابلة للنقل. كما أظهرت التقنية إمكان استخدامها في بناء مساكن فضائية معيارية يمكن نشرها على المريخ بواسطة الروبوتات.
قدم الفريق البحث في مؤتمر SIGGRAPH Asia للجمعية الأمريكية لعلوم الحوسبة، ويخطط لاحقاً لتطوير إصدارات ذاتية النشر لا تتطلب تدخلًا بشريًا، ما يمهّد لثورة في فن التصميم القابل للتحوّل وسرعة الإنشاء الهندسي.
